不少电力运维企业、智能变电站建设投资方近期都在咨询两个核心问题:一是当前智能变电站局放在线监测系统的应用现状到底处于什么阶段,大规模部署的投入产出比是否符合预期?二是这套系统的部署、验收需要符合哪些政策规范,需要准备哪些资质材料才能满足监管要求?要回答这些问题,首先要全面梳理智能变电站局放在线监测系统的应用现状,明确不同场景下的需求和标准要求,才能给不同用户提供适配的参考方案。
从应用场景来看,当前智能变电站局放监测的落地场景主要分为三类。第一类是新建110kV及以上电压等级智能变电站的配套建设,随着智能变电站建设标准的不断完善,很多项目已经将局放在线监测纳入二次系统的设计范畴,不需要后续额外改造即可完成部署。第二类是老旧变电站的智能化改造场景,针对运行年限超过10年、绝缘隐患高发的传统变电站,加装智能变电站局放在线监测系统可以替代部分人工巡检工作,降低运维人员的工作压力。第三类是特殊环境下的重点变电站专项运维,比如沿海高盐雾、高湿度区域的变电站,以及配套高载能工业园区、新能源并网节点的重载变电站,这类站点的绝缘老化速度更快,局部放电风险更高,在线监测的需求更为迫切。根据中电联2023年的调研数据,国内已投运的220kV及以上智能变电站中,超过6成已经部署了智能变电站局放在线监测系统,其中3成以上的站点已经实现了监测数据与省级电网运维平台的打通【1】。不少用户对应用现状的认知还停留在早期产品的印象中,认为误报率高、实用性不强,实际上近年产品性能已经有了很大提升,在线监测的实用价值已经得到了大量落地项目的验证。
针对智能变电站局放在线监测系统的选型和应用,B端和G端用户的关注重点存在明显差异。对于电力运维企业、新能源投资企业等B端用户而言,核心关注三点内容:首先是性能参数能否满足实际场景需求,比如特高频监测的灵敏度是否达到5pC及以下,超声波监测的带宽是否覆盖20kHz~200kHz区间,复杂电磁环境下的误报率是否控制在合理范围,这些参数直接决定了系统能不能真正识别到早期绝缘隐患。其次是全生命周期的成本,不仅包括设备采购和安装的初期投入,还有后续校准、维护的运维成本,很多B端用户会优先选择提供3年以上免费运维服务的厂商,降低长期投入压力。*后是数据的兼容性,能不能和现有智能变电站的运维管理系统打通,不需要额外搭建独立的监测平台,减少重复投入。
对于能源监管部门、电力质检机构等G端用户而言,核心关注的则是合规性和管理效率。首先是标准符合情况,当前智能变电站局放监测的部署需要符合GB/T 28568《电力设备局部放电测量》、DL/T 1498《变电设备在线监测装置技术规范》等现行标准,部分地方还会出台更细化的地方标准,需要厂商提供对应的合规检测报告。其次是认证资质,参与政府采购项目的厂商需要具备电力设备监测相关的CMA、CNAS认证,核心设备需要通过*第三方的性能检测,才能进入采购名录。*后是运维管理的便捷性,监管部门要求智能变电站局放在线监测系统的预*数据能够接入统一的监管平台,实现隐患的全流程追溯,避免因为监测数据孤岛导致的风险漏判。目前不少省份的能源监管部门已经将局放在线监测的运行数据,纳入电力设施安全隐患排查的常态化监管范畴,定期对辖区内智能变电站的监测系统运行情况进行抽查【2】。
从整个行业的发展来看,智能变电站局放在线监测系统的应用现状呈现三个明显的特点。首先是渗透率逐年提升,“十四五”期间国内智能变电站的新建和改造规模持续扩大,2023年国内新增投运智能变电站超过1200座,其中接近8成的新建站点配套了局放监测系统,整体渗透率较2020年提升了近30个百分点【3】。其次是技术迭代速度加快,早期的在线监测装置大多采用单一的特高频或者超声波监测技术,容易受到现场电磁干扰、机械振动的影响出现误报,现在主流的智能变电站局放在线监测系统已经采用多模态融合监测技术,结合AI算法进行信号识别,预*准确率较早期产品提升了40%以上。*后是行业标准逐步完善,过去不同厂商的设备接口、数据格式不统一,很难实现跨平台的数据打通,近年随着行业标准的不断落地,数据传输协议、性能参数要求逐步统一,为后续大规模的互联互通打下了基础。要客观判断应用现状的优势和不足,不能盲目跟风部署,也不能忽视技术迭代带来的实用价值提升。
当然当前应用过程中也存在不少普遍问题,比如部分中小厂商的产品性能不达标,在复杂电磁环境下的误报率偏高,反而增加了运维人员的排查工作量;还有部分站点的监测系统部署之后没有配套的运维机制,长期不校准、不维护,导致设备失灵无法起到监测作用;此外不同电压等级的智能变电站局放监测的参数要求还没有完全细化,部分低电压等级站点用了过高规格的设备,造成了不必要的成本浪费。这些问题都是行业接下来需要逐步解决的方向。
针对B端用户关心的实际应用问题,在部署和运维智能变电站局放在线监测系统的时候,有几个需要重点关注的事项。首先是选型阶段要结合站点的实际情况选择对应的产品,比如户外GIS设备要选择防护等级IP65及以上的监测装置,户内开关柜可以选择集成特高频、超声波、暂态地电压监测的组合式模块,沿海高盐雾区域还要选择具备防腐蚀外壳的设备,避免设备过快老化。其次是验收阶段要按照标准要求做性能测试,不仅要看厂商提供的检测报告,还要在现场做模拟放电测试,验证系统的灵敏度和准确率,避免出现设备实际性能和标称参数不符的情况。*后是运维阶段要建立常态化的校准机制,每季度对监测装置做一次现场校验,每年做一次全面的性能检测,同时要把局放监测的预*数据和智能变电站的巡检、消缺流程打通,收到预*之后第一时间安排人员排查,形成隐患处理的闭环。南方电网某省公司2023年在辖区内37座220kV智能变电站优化局放监测的运维流程之后,绝缘隐患的排查效率提升了40%左右,全年没有发生因为局部放电未及时发现导致的停电事故【4】。
从长期发展来看,随着智能变电站建设的持续推进,局放在线监测的应用范围还会进一步扩大,未来随着AI算法、数字孪生技术的融入,监测的准确率还会进一步提升,成本也会逐步下探,更低电压等级的智能变电站也会逐步普及这类系统。对于用户而言,不管是选型还是运维,都要结合自身的实际需求,符合现行的标准规范,才能真正发挥智能变电站局放在线监测系统的价值,降低电力设施的运行风险。
【1】中电联2023年全国智能变电站运行情况调研报告
【2】*能源局电力安全监管司2024年电力设施隐患排查工作指引
【3】中国电力科学研究院2023年局放监测产品行业测评报告
【4】电网技术2024年第2期 智能变电站多源感知数据融合运维技术研究